Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Atraktivní projekty: Chytře na energetiku
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Atraktivní projekty: Chytře na energetiku

Stále častěji se hovoří o chytrých sítích v energetice (smart grids), ale cesta k nim je ještě daleká. Zatím je nutné se držet spíš při zemi a myslet na inteligentní energetické řešení budov. Těch nových, ale i těch stávajících.

Vznik Univerzitního centra energeticky efektivních budov (UCEEB) v době před pěti lety je zahalen historickou neurčitostí. Otců bylo několik, ale pravděpodobně se nejvíce zasloužil prof. Ing. Zdeněk Bittnar, DrSc., děkan Stavební fakulty a vedoucí katedry mechaniky ČVUT v Praze, který prvotní nápady dotáhl až k projektové žádosti a získal na realizaci vize první peníze. Tak vznikl interdisciplinární výzkumný ústav ČVUT v Praze zaměřený na energeticky efektivní budovy se zdravým vnitřním prostředím, které jsou zároveň šetrné k životnímu prostředí. Podílejí se na něm čtyři fakulty: Stavební, Strojní, Elektrotechnická a Fakulta biomedicínského inženýrství (Kladno).

Pestrá paleta témat

Ústav dostal do vínku celou plejádu výzkumných činností. Má sice hodně témat, ale chce je hlavně propojovat mezi sebou. S trochou nadsázky se dá použít okřídlené „jeden za všechny, všichni za jednoho“. Zaměří se na obvodové pláště budov, stavební fyziku a nejnovější materiály. Zejména se jedná o vývoj konstrukcí na bázi obnovitelných a recyklovaných materiálů a jejich ověření z hledisek požární bezpečnosti a akustické kvality, a dále o vývoj konstrukčních systémů a prvků z vysokohodnotných kompozitů, obvodových plášťů s integrovanými energetickými funkcemi a systémy inteligentního řízení.


Celkový pohled na Univerzitní centrum (vizualizace)

Do tematického zaměření výzkumného programu spadá i kvantitativní hodnocení mikroklimatických podmínek v urbanizovaném prostředí, jako je monitorování toků vody a energie nad různými druhy povrchů, jejich retenční schopnosti apod. Experimentální ověřování inovativních řešení bude probíhat v několika laboratořích. Výzkum bude také směřovat k novým koncepcím decentralizovaných zdrojů při spolupráci pasivních obnovitelných zdrojů energie (OZE) s aktivními palivovými zdroji a nadřazenými sítěmi prostřednictvím inteligentního řízení.


Záběr z jiné strany (model)

V centrální zkušebně UCEEB se nyní dokončují instalace statických a dynamických zařízení pro zátěžové zkoušky vzorků s výškou až šest metrů a klimatický komorový systém pro zkoušení konstrukcí a materiálů za různých teplotně-vlhkostních podmínek. V analytické laboratoři pro nedestruktivní zkoušení budou k dispozici 3D digitální mikroskop, NMR spektrometr, RTG difrakce a především rastrovací elektronový mikroskop (ESEM) s ultravysokým rozlišením pod 0,5 nm.

Proč brownfield?

Jednou z podmínek podpory z Bruselu bylo umístit Univerzitní centrum mimo Prahu, takže volba nakonec padla na Buštěhrad, který není daleko od metropole a může těžit z jejích výhod. Pozemek pro výstavbu je součástí již nefunkční průmyslové zóny (brownfieldu) v těsném sousedství kladenské Poldovky. Celá budova UCEEB se snaží jít příkladem a v praxi ukázat nejnovější trendy a dostupné technologie na poli energetických úspor ve stavebnictví. Sídlo Centra je navrženo v nízkoenergetickém standardu a s využitím přírodních obnovitelných stavebních materiálů (převážně dřeva). Celý objekt bude navíc maximálně využit pro experimentální účely, a to včetně budovy samotné. Na podzim by měla být výstavba centra dokončena. Předpokládá se, že celkem bude mít 60 až 80 pracovních úvazků čili asi 120 zaměstnanců.

Slova ředitele

Centrum se teprve dokončuje, ale již rok funguje. Sice v pronajatých prostorech, ale s velkým nasazením. Jeho ředitelem je doc. Ing. Lukáš Ferkl, Ph.D. Rozhovor jsme zahájili ožehavým tématem současného vědeckého výzkumu i technického vývoje.

Kdo dá peníze na výstavbu a provoz?

Financování je zapeklitá otázka. Po roce 2015 bychom měli mít zajištěnou finanční samostatnost. Podle požadavku Evropské unie by měl ústav vydržet nejméně pět let, ale jde přece o to, aby pracoval déle. Zdrojů financování máme několik. Jednak jsou to granty, potom tzv. institucionální podpora, jež je ovšem velmi nejistá, a nakonec komerční výzkum. Na ten já sázím nejvíc. Myslím, že v této oblasti je v České republice poměrně dost možností, protože firmy nejsou zvyklé si samy provádět komerční výzkum.

Už jste získali nějaké zakázky? 

Ano, založili jsme malý tým specializovaný na oslovování firem. Existuje teprve půl roku a už dosáhl určitých, sice malých, ale zajímavých výsledků. Zatím nejde o velké částky. Máme teprve asi čtyři projekty a deset jich je v jednání. Potřebujeme si totiž vytvořit referenční bázi. Zatím se jedná o projekty konzultační povahy, protože ještě nemáme žádné technické vybavení v provozu. Bezesporu atraktivním projektem je systém pokročilé regulace vytápění budov, což je pokročilá metoda regulace, která se používá na ropných plošinách. Tu matematiku, která za tím je, jsme přenesli na vytápění budov, takže dosahujeme poměrně vysokých úspor – takových 20 až 30 %, a to jen změnou algoritmu regulace. Dalším projektem jsou energetické zdroje na nízkopotenciálové teplo založené na Rankinově cyklu. Je to vlastně zařízení, které využívá odpadní teplo a mění ho na elektřinu.

Jaká bude největší přednost centra?

Především jeho komplexnost. Budeme moci testovat jednu věc na několika pracovištích. Například efektivitu fotovoltaických panelů vyzkoušíme umělým sluncem, pak v klimatické komoře budeme zkoumat jejich odolnost vůči vysokým či nízkým teplotám a v elektrotechnické laboratoři zjistíme elektrickou kvalitu zpracování panelů.

A jaké připravujete další plány?

Cítíme velkou příležitost. V energetice se totiž hovoří o chytrých sítích – smart grids –, potom o smart cities, za chvilku uslyšíme pojem smart Europe nebo dokonce smart world. Domnívám se, že vědecké koncepty výrazně předbíhají současný stav technologií, abych se vyjádřil velice diplomaticky. Například nemáme vyřešené základní energetické a informační infrastruktury. Chtěli bychom areál postupně rozšiřovat a každý objekt mít jako samostatnou energetickou jednotku. Mezi nimi budeme vést právě energii, teplo, chlad, vodu, a to tak, abychom mohli testovat návaznosti tří až třeba pěti budov. Energetickou vizi města chceme uskutečňovat postupně zdola a zkoušet různé způsoby řízení takové chytré sítě sice v malém, ale reálném měřítku a s reálnými lidmi.

Takže Praha by se mohla stát prvním městem s takovou chytrou sítí?

Tak to nevím, uzavřel náš rozhovor docent Ferkl a srdečně se rozesmál.

Karel Sedláček

Trendy v zábavné elektronice

Smart znamená budoucnost

Tak zní motto letošního veletrhu zábavní elektroniky a spotřebičů pro domácnost IFA, který se konal začátkem září v Berlíně. Její organizátor GFU (Společnost pro zábavu a komunikační elektroniku), který letos oslavil 40. výročí své existence, už v předstihu představil zástupcům médií letošní trendy v oboru.

Trend pro IFA 2013 je jasný: „Smart“ (inteligentní, chytrý) je nejcitovanější pojem u všech vystavovatelů. Hitem je Smart TV, tedy televize, jež jsou spojeny s internetem, a tím pádem s webovými službami, jako jsou například YouTube a Facebook nebo on-line knihovny médií a mnohé další aplikace. Inteligentní televizory známe už léta. Ale studie provedená GFU ukazuje, že jedna třetina dotazovaných domácností má inteligentní (chytrý) televizor. Pouze 58 procent majitelů těchto Smart TV má své zařízení připojené k internetu. Obchodníci zde tedy mají široké pole působnosti.

Chytré televizory, smartphony, inteligentní domácnost – proč by všechno mělo být chytré? Ingredience pro inteligentní systémy jsou všudypřítomné. Dnes má prakticky kdokoli a kdekoliv přístup k internetu a bezplatné Wi-Fi, je vybaven obrazovkou s vysokým rozlišením a za relativně málo peněz budeme mít hodně radosti. Odhaduje se, že v roce 2015 bude na světě 6,6 miliardy zařízení propojeno v sítích po celém světě.


Televizor s rozlišením ULTRA HD

V této souvislosti se brzy stane skutečností „inteligentní domácnost“, tzn. světlo, teplo, klimatizace, ale i domácí spotřebiče – například lednice nebo sporáky jsou propojeny a lze je ovládat pomocí různých softwarových aplikací. To je další trend, který bude prezentován na IFA 2013. Výrobci praček, lednic a dalších spotřebičů vsadili na nejrůznější chytrá řešení. Například pračky se speciálním automatickým dávkovačem pracích prostředků nahlásí, jak velká dávka se má použít. Tím by se prý dalo hodně ušetřit. Lidé většinou používají zbytečně víc prášku, než je nutné. Dalším aspektem je snižování spotřeby energie a provozních nákladů. Samsung představuje pračku, která ještě před samotným praním napouští do prádla pěnu. Ta pronikne oblečením a připraví jej tak, že na praní stačí jen voda s teplotou dvacet stupňů. Využitím technologie smart grid se přístroj zapne až ve chvíli, kdy začne platit tarif levnějšího proudu.

Dalším velkým trendem letošního veletrhu IFA jsou televize Ultra HD, také známé jako 4K. Mají asi čtyřnásobné rozlišení proti stávajícímu Full HD, tedy 3 840 x 2 160 pixelů. Dokonce i taková zařízení, ačkoliv byla v Berlíně vidět již před rokem, se teprve letos začínají v západní Evropě těšit masovému zájmu.

Očekává se, že Sony představí svou novou vlajkovou loď, jež je dosud známá jako Honami. Kromě špičkového 20Mpx fotoaparátu by novinka měla nabídnout 5“ Full HD displej nebo čtyřjádrový procesor Snapdragon 800.

Karel Sedláček
sedlacek.kar@seznam.cz

Další články

Všeobecné strojírenství
Zajímavosti ve vědě a technice
Novinky z veletrhů a výstav
Informační technologie/E-business
Výzkum/ vývoj
Ekologie
Energetické strojírenství

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky

Sledujte nás na sociálních sítích: